浅谈丝网探测技术的原理与应用

龚随军　闫晓　张君毅　余诗墨

中图分类号： TS871.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）08-0155-002

Talking about the Principle and Application of Screen Detection Technology

GONG Sui-jun YAN Xiao ZHANG Jun-yi YU Shi-mo

（China Nuclear Power Research and Design Institute，Chengdu Sichuan 610000，China）

0 前言

丝网探测技术，又称wire-mesh探测技术，是一种新型的基于电学的介入式两相流测量技术，它由互成90度且相隔很近的两层平行电极丝组成传感器网络，通过测量丝网交叉点处流动介质的电学特性（电阻值或者电容值）得到流体的局部相态信息。

丝网探测技术的应用最早源于美国的Johnson，他用丝网对原油中水的体积含率进行了测量，不过与现代丝网探测技术不同的是，Johnson将电路收集的信号通过阈值识别的方法转化为两种状态（水和空气），通过计数的形式统计单相比例。由于阈值识别算法引入的测量误差较大，德国学者 Prasser 等人在Johnson的wire-mesh探测原理的基础上，融合了数据成像分析技术，发展了当前广泛使用的丝网探测技术。

与目前广泛应用的两相流测量方法（射线衰减法、光学法、探针法以及阻抗测量法）相比，丝网探测技术兼顾了良好的空间精度、时间精度以及良好的经济性，在两相流动截面相态分布的精细化测量方面具有显著的技术优势。

1 丝网探测技术的原理介绍

丝网探测技术的原理构成如图1所示，它主要由丝网传感器（丝网模块）、测量控制模块（包括逻辑控制单元、采集处理单元、数据传输单元）以及上位机图像处理软件组成。

图1 Wire-mesh探测器测量原理示意图（硬件部分）

其中，丝网传感器（丝网模块）是由两层平行电极丝网彼此成90度上下错位（不接触）安装而成，每两根上下交叉的电极丝交叉点即为丝网传感器的一个测量点，两层平行电极丝中一层用作信号激励（激励层），另一层用作信号接收（接收层）；……